咪唑类离子液体在金纳米粒子表面结构性质的模拟研究

摘要

采用分子动力学(Molecular Dynamics,MD)模拟方法,研究了1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM][BF4])离子液体在不同尺寸的金纳米粒子表面的结构性质.计算结果在分子水平上揭示了咪唑类离子液体在Au纳米粒子表面的结构特征与纳米粒子尺寸密切相关.通过分析,发现阳离子中的烷基侧链在小尺寸Au13纳米粒子表面聚集的最多,然而阳离子中的咪唑环则在大尺寸Au309纳米粒子表面聚集的最多.同时,取向分布也表明阳离子中的咪唑环倾向于分布在大尺寸Au309纳米粒子周围而不是小尺寸Au13纳米粒子.进一步的能量分析表明,阳离子中的烷基侧链与小尺寸的Au13纳米粒子相互作用能要强于阳离子中的咪唑环,而Au309纳米粒子则与咪唑环的相互作用能最强.此外,无论是对于小尺寸的Au13纳米粒子还是大尺寸的Au309纳米粒子,阴离子的相互作用能都是最小的.这预示着阴离子对于Au纳米粒子表面结构性质是典型的间接作用.